JPH03132980A - ディスク装置のcss制御回路 - Google Patents

ディスク装置のcss制御回路

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JPH03132980A
JPH03132980A JP26987989A JP26987989A JPH03132980A JP H03132980 A JPH03132980 A JP H03132980A JP 26987989 A JP26987989 A JP 26987989A JP 26987989 A JP26987989 A JP 26987989A JP H03132980 A JPH03132980 A JP H03132980A
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css
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head
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Yushi Sasaki
佐々木 雄史
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 起動/停止時に記録媒体のCSSゾーンにヘッドを位置
させるディスク装置のCSS制御回路に関し、 CSSゾーンの増設やデータゾーンへの悪影響を及すこ
となくヘッド吸着を確実に防止することを目的とし、 CSSゾーンに隣接したデータゾーンに停止しているヘ
ッドを、電源オンによるモータ回転開始直後のキャリッ
ジ駆動によりCSSゾーン移動し、一定速度に立ち上っ
たらキャリッジ駆動を停止してデータゾーンに戻し、ま
た電源オフ時にはキャリッジ駆動によりヘッドをCSS
ゾーンに位置させ、回転停止の直前にキャリッジ駆動を
停止して隣接するデータゾーンに戻すように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、記録媒体のCSSゾーンにヘッドを位置させ
て起動/停止するディスク装置のCSS制御回路に関す
る。
磁気ディスク装置に使用される磁気記録媒体はデータゾ
ーンとCSSゾーン(Contact Sta「tSl
op !0ne)を有し、停止状態でヘッドをCSSゾ
ーンに位置させ、電源投入による装置起動時には、スピ
ンドルモータが定速回転に立ち上がるまでヘッドをCS
Sゾーンに位置させており、定速回転に達してヘッドが
確実に浮上した状態でデータゾーンに移動させている。
また電源オフによる装置停止時には、ヘッドをCSSゾ
ーンに移動させ、磁気記録媒体の回転の低下に伴うヘッ
ドの下降接触をCSSゾーンで行なわせるようにしてい
る。
しかし、近年、高記録密度用媒体として使用されるメタ
ル媒体にあっては、CSSゾーンでの起動停止を繰り返
していると、ヘッドとの摺接によりCSSゾーンの面精
度が向上し、その結果、ヘッドと媒体が吸着してしまう
問題があり、CSS回数が増加してもCSSゾーンに対
するヘッドの吸着を防止できるCSS制御が望まれる。
[従来の技術] 従来の磁気ディスク装置では、磁気記録媒体上にデータ
ゾーン及びCSSゾーンが形成されており、電源オフ時
には磁気ヘッドがCSSゾーン上に位置しており、電源
オンによるスピンドルモータの回転立ち上がるまでの間
にヘッドを摺接状態から浮上状態に移行させるCSS動
作を行った後、データゾーンに移動し、通常のリード/
、ライト動作に入るようにしている。
しかしながら、近年、高記録密度用媒体としてメタル媒
体が使用されてきており、メタル媒体にあってはCSS
ゾーンでの磁気ヘッドと媒体との吸着が問題となってき
ている。
吸着とは、媒体の回転停止時にヘッドと媒体面の間に生
ずる現象であり、ヘッドの媒体対向面の面性状、媒体面
の性状、潤滑剤の膜厚、環境条件等の種々の要因があり
、定量的にはヘッドと媒体間の静止摩擦係数の増大とし
て捕えることができる。
近年、使用されているメタル媒体は、(基板十下地層+
磁性層+保護膜層+潤滑層)という構造をもっており、
面精度の点で従来の塗膜媒体に比べ大幅に改善されてい
る反面、吸着を生じ易い欠点がある。
また使用初期には静止摩擦係数が小さく吸着のない媒体
も、同一位置となるCSSゾーンにおいてヘッドのCS
S動作を繰り返すことにより、徐々に静止摩擦係数が増
加し、最悪の場合、電源オン時に吸着のため媒体が回転
できない障害を引き起こすことになる。
第8図はCSS動作により静止摩擦係数が増加する実測
データを示しており、使用初期においてμs=0.25
と良好な特性であったものが、C18動作回数io、o
oo果敢ではμS>1となっており、この状態ではヘッ
ド吸着のため媒体が回転できない障害を起こす可能性が
ある。
このようなCSS動作回数の増加に伴って静止摩擦係数
が増加する原因は、十分に判ってはいないが、CSS動
作によってヘッド及び媒体の両面に僅かな磨耗が進行し
、面性状が向上するためと推定される。
このようなCSSゾーンにおけるヘッド吸着を防止する
ため、従来の磁気ディスク装置では、■磁気記録媒体に
CSSゾーンを複数設けるようにした方式(特開昭58
−32277号)、■CSSゾーンをなくし、データゾ
ーンを使用してランダムにCC8動作を行わせる方式、
■電源オン時に磁気ヘッドを一時的に径方向に弓張り駆
動して吸着を解除させる方式、 等が提案されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記■のCSSゾーンを複数設ける方式
にあっては、CSS寿命という点ではCSSゾーンを増
やした分だけの効果は望めるが、CSSゾーンを増やし
た分だけデータゾーンが狭くなり、記録容量の面で不利
となる。
また前記■のCSSゾーンをなくしてデータゾーンでラ
ンダムにCSS動作を行う方式にあっては、吸着に対し
ては有効であるが、CSS動作によりデータが消された
り、損傷を受ける等の問題がある。
更に前記■の電源オン時に磁気ヘッドを径方向に引張っ
て吸着を解除する方式にあっては、吸着の強さが弱い場
合は効果があるが、強い吸着が生じていた場合には、径
方向に引張り駆動してもへラド支持部が撓むだけで吸着
を解除できず、駆動力を大きくするとヘッド支持部を変
形破損させる可能性がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、CSSゾーンの増設やデータゾーンへの悪影響を
起こすことなく確実にヘッド吸着を防止できる磁気ディ
スク装置のCSS制御回路を提供することを目的とする
。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理説明図である。
まず本発明は、データゾーンの最アウタ側又は最インタ
ナ側に起動/停止時にヘッド12を位置させるCSSゾ
ーン14を備えた記録媒体10を使用したディスク装置
を対象とする。
このようなディスク装置につき本発明のCSS制御回路
にあっては、スピンドルモータ16の起動直後又は回転
立ち上がりの初期段階に、CSSソーン14に隣接した
データゾーン18に停止しているヘッド12を、70M
20によるキャリッジ22の駆動でCSSゾーン14に
移動させ、スピンドルモータ16が規定速度に達した時
にキャリッジ駆動を停止してヘッド12をデータゾーン
18に戻すCSS起動制御手段24と、スピンドルモー
タ16の停止時にキャリッジ駆動によりヘッド12をC
SSゾーン14に移動させ、モータ停止直前にキャリッ
ジ駆動を停止してデータゾーン18に戻すそSS停止制
御手段26を設けたものである。
更に、前記キャリッジ22は、ストッパ部材28への当
接でヘッド12をCSSゾーン14に隣接したデータゾ
ーン18に位置させ、ストッパ部材28の先端に設けた
弾性部材30を変形させるキャリッジ駆動でヘッド12
をCSSゾーン14に位置させる。
[作用コ このような構成を備えた本発明による磁気ディスク装置
のCSS制御回路によれば、媒体の回転停止直前てヘッ
ドがCSSゾーンから隣接するデータゾーン戻され、装
置停止状態でデータゾーンにヘッドが位置することから
、CC8動作の繰り返しによりCSSゾーンの静止摩擦
係数が増加しても、ヘッドとの吸着は起きない。
またデータゾーンにヘッドが位置しているのは、媒体が
回転を始めた起動時CSS動作の初期段階及び媒体の回
転が停止する直前の停止時CSS動作の終了段階の回転
速度の低い僅かな間だけであり、従って、起動時のCS
S動作開始直後及び停止時のCC8動作停止直前にヘッ
ドをデータゾーンに位置させていうても、データを消し
たり損傷したりする問題はない。
[実施例] 第2図は本発明の一実施例を示した実施例構成図である
。
第2図において、50はディスク機構部であり、スピン
ドルモータ14の回転軸に、この実施例にあっては5枚
の磁気ディスク1O−1〜10−5を装着しており、例
えばメタル媒体で成る磁気ディスクが使用される。磁気
ディスク10−1〜10−5に対しては右側に設けたボ
イスコイルモータ(以下、vCMという)20により駆
動されるキャリッジ22に支持された8つの磁気ヘッド
12−1〜12−8が設けられ、周知のように磁気ディ
スクの停止状態でヘッドはディスク面に接触しているが
、スピンドルモータ14により磁気ディスクが定速回転
、例えば3600rpmで回転された状態では、回転空
気流を受けて磁気ヘッドは浮上状態に置かれる。
スピンドルモータ14はPWM制御回路34、モータ制
御回路36及びパワーアンプ38により駆動される。即
ち、スピンドルモータ14としては、例えばブラシレス
DCモータが使用され、サーボヘッドからディスク1回
転毎に得られるインデックス信号と定速回転を与える基
準クロックとの位相差に基づき、PWM制御回路34で
PWMパルスを作り出し、モータ制御回路36でPWM
制御信号によりモータコイルの位相切替えによる通電時
間を制御して、スピンドルモータ14を基準クロックで
定まる一定速度に回転制御する。スピンドルモータ14
の制御はMPU32に対し電源投入、即ちスタートが行
なわれると、PWM制御回路34に対するオン信号によ
りモータ起動が行なわれモータ起動から一定の立上がり
時間後にスピンドルモータ14は定速回転状態に移行す
る。
また、MPU32に対する電源断、即ちストップ信号を
受けるとPWM制御回路34に対しオフ信号が出され、
このときスピンドルモータ14に対する通電駆動が停止
され、スピンドルモータ14のオフから所定の慣性回転
を経て一定時間後に停止する。
ボイスコイルモータ20に対しては、位置制御回路40
、速度制御回路42、コアー入/ファイン切替回路44
及びパワーアンプ46で成るキャリッジサーボ回路部が
設けられる。即ち、磁気ヘッド12−1〜12−8を上
位装置からのリードまたはライトアクセスに応じて所望
のトラックに移動させる際には速度制御回路42が有効
となり、コアー入/ファイン切替回路44は速度制御回
路42の出力をパワーアンプ46に与え、速度制御回路
42はMPU32から設定される目標速度と読取サーボ
信号から検出されるキャリッジ移動速度(実速度)との
速度誤差を最小とするように、即ち目標速度となるよう
にキャリッジ22をvCM20により駆動する。この速
度制御によりヘッドが目的とするトラックに達するとコ
アー入/ファイン切替回路44はファイン側に切り替え
られ、位置制御回路40の出力をパワーアンプ46を介
してボイスコイルモータ20に供給することで、目的ト
ラック上に磁気ヘッドをトレースさせるファイン制御に
切り替わる。
更に、MPU32にはCSS起動制御部24とCSS停
止制御部26が設けられる。
CSS起動制御部24及びCSS停止制御部26は、ボ
イスコイルモータ20によるキャリッジ22の駆動で磁
気ヘッド12−1〜12−8を磁気ディスク10−1〜
10−5におけるCSSゾーンに、回転開始時及び回転
停止時に位置させる。
このCSS制御につき、本発明にあっては、装置の停止
状態で磁気ヘッド12−1〜12−8はCSSゾーンに
隣接したデータゾーンに位置している。そして、スピン
ドルモータ14のオンによる起動時には、起動直後また
は回転立上がりの初期段階で磁気ヘッド12−1〜12
〜8を停止状態で位置していたデータゾーンからCSS
ゾーンヘキヤリツジ22の駆動により移動させ、回転が
立ち上がって一定速度に達したならばキャリッジ22の
駆動を解除して再びデータゾーンに戻すようになる。ま
た、スピンドルモータ14をオフする回転停止時にあっ
ては、スピンドルモータ14のオフでボイスコイルモー
タ20によるキャリッジ駆動22で磁気ヘッド12−1
〜12−8をCSSゾーンに位置させ、慣性回転で磁気
ディスク10−1〜10−5が停止する直前にボイスコ
イルモータ20の通電を解除して磁気ヘッド121〜1
2−8をCSSゾーンに隣接したデータゾーンに戻すよ
うになる。
第3図は第2図のディスク機構部50を平面的に示した
説明図であり、同図(a)が停止状態を示し、同図(b
)がCSS動作状態を示す。
即ち、第3図(a)に示すように、スピンドルモータ1
4の回転軸140に装着された磁気ディスク10に対し
ては、ボイスコイルモータ200に装着されたキャリッ
ジ22の先端に支持された磁気ヘッド12が位置してお
り、ボイスコイルモータ回転軸200の回転によりキャ
リッジ22により磁気ヘッド12を磁気ディスク10の
トラックを横切る方向に移動させることができる。
磁気ディスク10は最アウタ側のデータゾーン18の外
側にC3Sゾーン14を備えている。尚、C85V−ン
は最インナー側データゾーンの内側に設けるようにして
もよい。
装置の停止状態、即ち磁気ディスク10の停止状態で磁
気ヘッド12はCSSゾーン14に隣接した内側のデー
タゾーン18に位置しており、データゾーン18に対す
る磁気ヘッド12の位置決めはストッパ部材28により
行なわれる。即ちストッパ部材28は先端に弾性部材3
0を備えており、この弾性部材30に対するキャリッジ
22の当接で磁気ヘッド12がデータゾーン18に位置
することになる。勿論、キャリッジ22はリターンスプ
リングにより左回りの付勢を受けており、ボイスコイル
モータ20の通電を遮断した状態(フリー状態)で図示
のようにストッパ部材28の先端に設けた弾性部材30
に当接し、この位置で磁気ヘッド12をデータゾーン1
8に位置させる。
第3図(b)は磁気ヘッド12をCSSゾーン14に位
置させた状態を示し、このときボイスコイルモータ20
の駆動によりキャリッジ22を矢印で示す左回りに駆動
しており、このキャリッジ駆動力を受けてストッパ部材
28の先端に設けたゴム等で成る弾性部材30が図示の
ように撓み変形(圧縮変形)シ、この弾性部材30の撓
み量に依存して磁気ヘッド12が図示のようにCSSゾ
ーン14に位置するようになる。
次に、第4図の動作フロー図を参照して装置起動時の制
御を説明する。
磁気ディスク装置の電源投入により、第2図に示したM
PU32に対しスタート信号が与えられると、PWM制
御回路34に対しモータオン信号が出力され、同時にC
SS起動制御部24の起動制御開始で第4図の動作フロ
ーが実行される。
モータオン信号を受けたPWM制御回路34は、そのと
きの基準クロックとインデックスとの位相差に応じたP
WM制御信号をモータ制御回路36に与え、停止状態で
はインデックスが得られていないことからパルス幅を最
大とするPWM制御信号によりモータ制御回路36はコ
イル切替毎に駆動電流をパワーアンプ38によって流し
、スピンドルモータ16の起動回転が開始される。
同時に動作を開始したCSS起動制御部24は、第4図
に示すようにモータオンに続いてステップSl(以下、
ステップは省略する)でタイマTをスタートし、次のS
2でタイマTの値が予め定めたΔT1に達するか否か判
定する。
第6図(a)は起動時のタイミングチャートを示してお
り、時刻t1でモータオンが行なわれたとすると、モー
タオン直後の極く短い時間へT1を経過した時刻t2の
タイミングでボイスコイルモータ20に駆動電流を流し
、第3図(a)に示したデータゾーン18に停止してい
た磁気ヘッド12を同図(b)に示すように、キャリッ
ジ22の駆動でCSSゾーン14に位置決めする。
従って、第4図の82の設定時間ΔT1はモータオン直
後で磁気ディスクの回転が上がっていない初期段階を与
える設定時間となる。具体的には、モータオンから定常
回転に達するまでの時間が20〜30秒程度かかること
から、例えばΔT1=1秒とすればよい。
S2でモータオンからの経過時間Tが設定時間ΔT1に
達すると83に進み、VCM20に駆動電流を流し、キ
ャリッジ22を介して磁気ヘッドをCSSゾーン14に
駆動させる。
続いてS4でモータ速度が目標速度、即ち定常回転に達
したか否か監視しており、定常回転に達すると85に進
み、■CM2oに対する通電を断つことでキャリッジ駆
動をオフし、これによってストッパ部材28の先端に設
けた弾性部材30が元に戻り、磁気ヘッド12が再びデ
ータゾーン18に戻る。
これによって一連の起動時のCSS制御が終了し、以後
、上位装置からのアクセスに対しライト動作またはリー
ド動作を行なうようになる。
第7図(a)は第4図の動作フロー図に示した起動時の
磁気ヘッド12の動きを停止状態■、C18動作時■、
定常回転時■に分けて示している。
第5図は本発明による停止時のCSS制御の動作フロー
図である。
磁気ディスク装置を停止するために電源をオフするとM
PU32に対しストップ信号が与えられ、MPU32は
PWM制御回路34にモータオフ信号を出力する。この
モータオフ信号を受けてスピンドルモータ14に対する
通電が遮断され、以下、スピンドルモータ14は慣性回
転を経て停止するようになる。
スピンドルモータ14に対するモータオフと同時にMP
U32に設けられたCSS停止制御部26による制御動
作、即ち第5図に示す動作フローが実行される。
まず、SlでVCM20によるキャリッジ22の駆動で
磁気ヘッド12をCSSゾーン14に、第3図(b)に
示すように移動させ、次の82でタイマTをスタートす
る。
第6図(b)は停止時のタイミングチャートであり、時
刻t4でモータオフを行なったとすると、モータ速度は
慣性回転により減少し、所定時間後の時刻t6でオフと
なる。ここで、モータオフからモータ速度が零となる停
止までの時間T1は実験的に求まり、本発明にあっては
、モータ停止直前に磁気ヘッドをCSSゾーンから隣接
するデータゾーンに戻すことから、停止時刻t6より6
12手前の時刻t4でVCM20の駆動電流を停止させ
る必要があり、従ってモータオフ時刻t4から時刻t5
までの時間TOを予め求める。モータオフから停止まで
の時間T1は実験的に求められ、起動立上がり時と同様
、20〜30秒程度であり、ΔT2を例えば1秒とする
ことでTO=71−ΔT2として決めることができる。
第5図の83にあっては、第6図に示すようにして設定
された設定時間TOにモータオフ時に起動したタイマの
時間Tが一致するか否か判別しており、タイマTが設定
時間TOに一致すると84に進み、キャリッジ22を駆
動しているVCM20の駆動電流をオフとし、第3図(
a)に示すように磁気ヘッド12をデータゾーン18に
戻し、一連の停止時CSS制御を終了する。
第7図は第5図に示した停止時のCSS制御における磁
気ヘッド12の動きをモータオフ時■、モータ回転減速
中のC18動作状態■及びモータ停止時■に分けて示し
ている。
次に、本発明のCSS制御による吸着解除の作用を説明
する。
まず第7図(a)に示した起動時CSS制御にあっては
、停止状態■では磁気ヘッド12はデータゾーン18に
位置しているため、CSSゾーン14との吸着は起きな
い。この状態でモータをオンすると■に示すように磁気
ヘッド12はCSSゾーン14に移動するが、このとき
磁気ディスク10は回転開始直後または回転立上がりの
初期段階で回転を始めているため、磁気ヘッド12がC
SSゾーン14に移動した際に両者の間に相対的な動き
があり、吸着が起きることはない。
一方、磁気ヘッド12がデータゾーン18に位置するこ
とによるデータの消去や損傷の問題は、モータ回転直後
もしくは回転立上がりの初期段階でデータゾーン18か
らCSSゾーン14に磁気ヘッド12が移動するため、
データゾーン18に磁気ヘッド12が位置しているのは
回転が極く低い段階であり、磁気ヘッド12がデータゾ
ーン18に摺接しても磨耗破損がほとんど起きることが
ない。
次に、第7図(b)に示す停止時のCSS動作について
は、まずモータオフで■に示すように磁気ヘッド12は
CSSゾーン14に位置し、磁気ディスク10の回転低
下に伴ってd上状態にあった磁気ヘッド12が下降して
CSSゾーン14に摺接した状態となり、磁気ディスク
10の回転が停止する直前に■に示すように磁気ヘッド
12はデータゾーン18に戻されるため、CSSゾーン
14に停止して吸着されてしまうことはない。また、デ
ータゾーン18への戻りは磁気ディスク10の回転停止
直前で行なわれるため、磁気ヘッド12でデータゾーン
のデータが消えたり損傷されてしまうことはほとんど起
きない。
尚、上記の実施例は磁気ディスクの最アウタ側データゾ
ーン18の外側にCSSゾーン14を設けた場合を例に
とるものであったが、磁気ディスク10の最インナ側デ
ータゾーンの内側にCSSゾーンを設けた磁気ディスク
についても全く同様に本発明のCSS制御を適用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の原理説明図; 第2図は本発明の実施例構成図; 第3図は本発明のCSS動作時のヘッド駆動説明図; 第4図は本発明の起動時C18動作フロー図;第5図は
本発明の停止時CSS動作フロー図・第6図は本発明の
CSS動作タイミングチャート:第7図は本発明のCS
S動作によるヘッド移動説明図; 第8図はCSS回数と静止摩擦係数の実測データ図であ
る。 [発明の効果コ 以上説明してきたように本発明によれば、起動停止時に
キャリッジVCMに通電するという簡単な処理でCSS
動作によるヘッドと媒体との吸着を確実に防止すること
ができ、ディスク装置の信頼性を大幅に向上することが
できる。 図中、 10記録媒体 10−1〜lL5:磁気ディスク 12;ヘッド 12−1〜+2−8:磁気ヘッド 14 : CSSゾーン 16:スピンドルモータ 18;データゾーン 20:ボイスコイルモータ(VCM) 22;キャリッジ 24:CSS起動制御手段 26:CSS停止制御手段 28;ストッパ部材 30:弾性部材 32:MPU 34 : PWM制御回路 36:モータ制御回路 38.46:パワーアンプ 40:位置制御回路 42:速度制御回路 44:コアー入/ファイン切替回路 50:ディクス機構部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転開始時及び回転停止時にヘッド(12)を位
    置させるCSSゾーン(14)をデータゾーンの最アウ
    タ側又は最インナ側に有する記録媒体(10)を使用し
    たディスク装置に於いて、 スピンドルモータ(16)の起動直後又は回転立上がり
    の初期段階に、前記CSSゾーン(14)に隣接したデ
    ータゾーン(18)に停止している前記ヘッド(12)
    を、VCM(20)によるキャリッジ(22)の駆動で
    前記CSSゾーン(14)に移動させ、前記スピンドル
    モータ(18)が規定速度に達した時に前記キャリッジ
    駆動を停止してヘッド(12)をデータゾーン(18)
    に戻すCSS起動制御手段(24)と;前記スピンドル
    モータ(16)の停止時にキャリッジ駆動により前記ヘ
    ッド(12)をCSSゾーン(14)に移動させ、記録
    媒体(12)の回転停止直前に前記キャリッジ駆動を停
    止してデータゾーン(18)に戻すCSS停止制御手段
    (26)と; を備えたことを特徴とするディスク装置のCSS制御回
    路。
  2. (2)前記キャリッジ(22)はストッパ部材(28)
    への当接で前記ヘッド(12)を前記CSSゾーン(1
    4)に隣接したデータゾーン(18)に位置させ、前記
    ストッパ部材(28)の当接部に設けた弾性部材(30
    )を変形させるキャリッジ(22)の駆動で前記ヘッド
    (12)をCSSゾーン(12)に位置させることを特
    徴とする請求項1記載のディスク装置のCSS制御回路
    。
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